Details

Излагаются физические основы, принципы работы элементов и приборов современной полупроводниковой оптоэлектроники, использующих свойства объёмных материалов, гетероструктур, p-n переходов. В изложении материала сделан акцент на описание физических процессов формирования электрических, оптических, флуктуационных и фотоэлектрических свойств объектов оптоэлектроники. Для проверки понимания полученных знаний каждая глава пособия заканчивается десятью вопросами. В первых главах пособия в сжатой форме излагаются основы зонной теории полупроводников, необходимых для понимания принципа работы элементов оптоэлектроники. При этом особое внимание уделено описанию и объяснению важных понятий, используемых для понимания зонной модели твердого тела и объяснению которых в учебной литературе уделяется недостаточно внимания. Это понятие длины свободного пробега и время жизни фотона, времени жизни неравновесных носителей заряда, понятие квазиуровней Ферми, дисперсии случайной величины и другие. Рассмотрение эффекта двулучепреломления в анизотропных кристаллах в наглядной форме объясняется возникновения набега фазы, а также предсказывается эффект самоограничения двулучепреломления. Для полноты рассмотрения эффектов поворота плоскости поляризации световой волны рассматриваются ориентационные и оптические свойства жидких кристаллов. В дополнение к эффекту двулучепреломления в качестве возможного способа управления световым излучением рассматривается эффект Франца-Келдыша. В последующих главах описаны эмиссионные и фотоэлектрические свойства полупроводниковых элементов на основе фотопроводимости и фотоэдс в p-n переходах, позволяющих аргументировано выбрать оптимальный способ эмиссии излучения и его регистрации. Приведённая далее информация о флуктуационных свойствах полупроводниковых элементов поясняет физическое содержание дисперсии шума и позволяет минимизировать шумы оптоэлектронного прибора для достижения максимальной обнаружительной способности.